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曲速引擎究竟是什么?人类能用它突破光速的极限,开启星际旅行

你或许也听说过或观看过《星际迷航》的系列作品,它在1966年9月于美国全国广播公司完成首播。在这一系列影视作品当中,人们使用曲速引擎,突破光速极限,克服了宇宙距离的问题,从而开启真正的星际旅行。

那么,到底什么是曲速引擎?它真的可能会被造出来吗?

传说中的“曲速引擎”

喜欢阅读与星际穿越或者旅行有关的科幻作品的人,对曲速引擎肯定不陌生,因为它已经算是这类作品当中最为常见的一个“设定”了。从本质上来说,这是一种假想的超光速推进系统。

在某些科幻小说中,人们能够在飞行器的附近创造出一种特殊的“气泡”,这个气泡就是一个人工的曲力场,也被称为“曲率气泡”。在制造出这个气泡之后,其中的物体便能在扭曲的时空当中以几十倍的光速进行移动,帮人们突破光速的极限,将宇宙的长途旅行变为“短程旅行”。

有人可能会说,这应该就是个人们为了安慰自己,创造出的一个“科幻产物”,它永远都无法实现,因为爱因斯坦早就证明了,光速是宇宙中物体运动速度的上限,我们永远无法突破它。

但实际上,当你换一个角度去看,就会发现曲速引擎改变的并不是飞船本身,而是通过扭曲时空的方式,让那个气泡当中的时空以超光速的速度进行移动,最终实现“超光速飞行”。对于这一点,某些学者表示了明确的支持与肯定。

对此美国宇航局的哈罗德·G·怀特博士曾明确表示,“在爱因斯坦相对论基础上可能无法实现三维空间中的超光速运行,但人们可以通过弯曲空间的通道达到超光速运行的效果。”

当然,在曲速引擎最初被运用在科幻作品当中的时候,它确实是个“想象概念”,因此其具体速度是没有标准的,那时大家都可以根据自己的意愿,随意为其速度进行增减。此外,需要注意的是,曲速引擎当中的曲速指的其实就是飞船在那个“时空气泡”的移动速度。

资料显示,曲速引擎的速度固定下来之后,是这样进行分级的:曲速1级是1倍光速,曲速2 级是10倍光速,曲速3级是39倍光速,曲速9.9999级达到惊人的199516倍光速--若以这个速度飞行, 横越银河系也只需要半年时间。

由此可见,曲速引擎若是在现实中真的存在,那么星际旅行对于人类而言,将不再是遥不可及的梦想,不论是去往太阳系之外还是横跨银河系,都将成为很容易的事情。

那么,在现实中曲速引擎真的能被造出来吗?

曲速引擎真的能被造出来吗?

别看在上世纪大部分科学家都将其当成科幻概念,但是依旧有人对其进行了研究,并且发表了相关论文一夜成名,这个人就是来自墨西哥的物理学家米盖尔·阿尔库比雷

根据资料来看,米盖尔证明了曲速引擎在理论上是可以造出来的,因为他破解了爱因斯坦的系列方程式,还进行了相关验证。当然,在他的验证当中,人们必须先依靠某种类型的负能量来扭曲飞船周围的空间,从而提供反引力。

研究显示,米盖尔对一个光子进行了轨迹测试,验证其能否比光速更快。并且为了最大限度的减少震动的干扰,他让整个实验装置都“漂浮”了起来。

这一验证理论无疑还是过于超前,所以在当时虽然引起了轰动,但是就没有下文了。不过,随着科技的发展和进步,曲速引擎又引起了人们的关注,并且根据2013年中国航天科技信息网的报道来看,美国宇航局都在尝试验证超光速曲速引擎原理。

就这样看来,连载人航天技术名列前茅的美国都在研究它,就证明它不止是“科幻概念”了。而美国宇航局研究曲速引擎的原因,正是因为他们想率先打造出可以进行超光速飞行的宇宙飞船。

值得一提的是,在科学界,大部分人对于制造曲速引擎这件事依旧持有消极的看法,因为不论再编出什么样的话来“圆”这个理论,它都是违背基本物理法则的。

更不用说,人类的飞行器如今连光速都达不到,所以这样的“好高骛远”显然是没有什么意义的。

那么,人类如今创造曲速引擎,到底还缺少些什么呢?

为什么如今还无法造出曲速引擎?

其实关于这一点,咱们在上文中已经提到了,那就是创造那个扭曲时空气泡的时候,必须要有负能量的参与。这种负能量就像是宇宙中的“幽灵”,是理论物理学当中的一个概念。

从目前的情况来看,除了在极端状况下,人们并未观测到负能量。而这个所谓的极端状况,指的是依靠卡西米尔效应,制造出一点点负能量

依靠这一方法获得的负能量,根本不够拿来制造“曲速引擎”,无法让其保持稳定。正因如此,人们就陷入了“巧妇难为无米之炊”的困境,无法在现阶段创造出备受期待的曲速引擎。

由此可见,我们想将科幻中描写的东西变成现实中真实存在的东西,还是要不断地探索和发现。等到人类真的在正常情况下观测到负能量,并且能够将其大量制造出来的时候,曲速引擎就会走进现实,让“星际穿越”中描述的旅行成真。

那么,除了可以依靠曲速引擎突破光速极限进行太空旅行,在理论中,我们还能利用什么方法克服漫长的宇宙距离呢?

还能如何实现星际旅行?

首先就是依靠虫洞进行传送

虫洞又被称为爱因斯坦-罗森桥,它是1916年被物理学家路德维希·弗莱姆提出的。简单来说,虫洞就像是联结宇宙不同时空的狭窄隧道,有点类似于“时空穿梭机”。人们在进入其中之后,就能够跨越时空的限制。

不过,在理论上虫洞虽然无处不在,但是它们的个头却非常小,人们的飞行器是难以穿越的。所以,仅仅发现虫洞没有用,我们还得通过某种方式将其“扩大”,使得飞船能够安然无恙的进去。

在这一设想当中,熟悉的负能量又出场了,它创造的排斥效应不仅可以扩大虫洞,还能防止它关闭。

其次就是马可·米里斯提出的“太空驱动”假说

马可·米里斯本身是美国宇航局“突破推进物理项目”的主管,在长期的研究中,他认为人们可以利用质量和时空的基本特性,在宇宙中的各个位置创造“推进力”。这样的话,我们就能在无需推进剂的情况下,实现星际旅行了。

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